DE3302775A1

DE3302775A1 - Schaltung zur auswertung des signals eines optoelektronischen lesestiftes, insbesondere fuer einen barcode

Info

Publication number: DE3302775A1
Application number: DE19833302775
Authority: DE
Inventors: Wulf-Christian Dipl.-Ing. 3005 Hemmingen Streckenbach; Michael Ing.(grad.) 3257 Springe Weiner
Original assignee: Telefunken Fernseh und Rundfunk GmbH
Current assignee: Deutsche Thomson oHG
Priority date: 1983-01-28
Filing date: 1983-01-28
Publication date: 1984-08-02
Also published as: DE3302775C2

Description

Schaltung zur Auswertung des Signals eines opto-
elektronischen Lesestiftes, insbesondere für einen Barcode Es ist bekannt, Waren mit einem Barcode, auch Balkencode oder Strichcode genannt,zu kennzeichnen und diesen Barcode zur Identifizierung der Ware mit einem optoelektronisch wirkenden Lesestift zu lesen.
Es ist auch bekannt (Funk-Technik 1981, Heft 5, Seite 168 bis 169), in einer Funkzeitschrift die einzelnen Sendungen mit einem Barcode zu kennzeichnen und mit einem Lesestift, einem-sogenannten Lichtgriffel, eine gewünschte Sendung in einem Videorecorder oder einem Farbfernsehempfänger zu programmieren, damit z B. bei Eintreffen der programmierten Sendung eine selbsttätige Aufnahme oder Einschaltung erfolgt.
Die Empfangsdiode eines derartigen Lesestiftes wertet die Intensität des von der Sendediode gesendeten und von der Vorlage reflektierten Lichtes aus. Die Intensität des von der Empfangsdiode aufgenommenen Lichtes ist von verschiedenen Werten abhängig, wie z.B. der Stellung des Lesestiftes zu der Vorlage, dem Reflexionsgrad der Vorlage und der Helligkeit des Umfeldes. Der Lesestift kann im stationären Zustand, wenn er z.B. auf einer weißen oder annähernd weißen Vorlage ruht, nicht erkennen, ob es sich bei der Abtastung um den Weißwert oder den Schwarzwert handelt, da es keinen definierten Zusammenhang zwischen der Intensität des auftreffenden Lichtes und dem Schwarz- oder Weißwert gibt. Wenn der Lesestift im Ruhezustand die weiße oder annähernd weiße Vorlage als Schwarzwert auswertet, so wird beim Lesen des Barcodes z.B. der erste schwarze Balken nicht erkannt, so daß es zu einer Fehlabtastung kommen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine sichere Auswertschaltung für den Lesestift zu schaffen, die weitestgehend vom Reflexionsgrad der Vorlage und von der Intensität des Umfeld-Gleichlichtes unabhängig arbeitet.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 beschriebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Durch die Speisung der Sendediode mit einer Wechselspannung anstelle einer Gleichspannung ergeben sich mehrere Vorteile. Die Auswertschaltung braucht nur die Wechselspannung zu übertragen und kann daher für Gleichspannung völlig aufgetrennt werden, z.B. durch einen Kondensator oder einen Übertrager. Dadurch wird also jegliche Gleichspannungskomponente in dem von der Empfangsdiode gelieferten Signal unabhängig von ihrer Höhe unwirksam gemacht, so daß die Schaltung unabhängig von der Intensität des wirksamen Umfeld-Gleichlichtes arbeitet. Die Auswertschaltung kann einen auf die Frequenz der Wechselspannung abgestimmten selektiven Verstärker enthalten, so daß. durch Unterdrückung aller- außerhalb dessen Durchlaßbandbreite liegenden Frequenzen die Störsicherheit weiter erhöht wird.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird aus dem durch die Wechselspannung erzeugten Signal an der Empfangsdiode nach einem Verstärker durch Gleichrichtung eine so große Schwellwertspannung gewonnen, daß diese von dem Signal gerade überschritten wird. Diese Tatsache kann im stationären Zustand, wenn also der Lesestift auf einer weißen Vorlage ruht, zur Erzeugung eines definierten Lesesignals für weiß, also 1 oder 0, ausgewertet werden.
Die Auswertschaltung gibt dann im stationären Ruhezustand des Lesestiftes immer denselben Spannungswert ab und bei Abtastung eines Schwarzwertes den anderen der beiden möglichen Spannungswerte. Dadurch wird also die bisher bestehende Unsicherheit in der Zuordnung der beiden binären Spannungswerte zu den Werten weiß und schwarz der Vorlage beseitigt.
Ein Aufuhrungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläutert.
Der Generator 16 erzeugt eine rechteckförmige Wechselspannung 20 von 10 kHz, mit der die Sendediode 1 des Lesestiftes 14 gesteuert wird. Die Sendediode 1 sendet dadurch im sichtbaren Bereich oder im unsichtbaren Infrarotbereich liegendes Licht auf eine mit einem Barcode versehene Vorlage 15. Von dieser wird das Licht reflektiert und gelangt auf die Empfangsdiode 2 des Lesestiftes 14. Das Signal am Ausgang der Empfangsdiode 2 gelangt über den mit dem Widerstand 4 rückgekoppelten Verstärker 3 auf die Klemmschaltung mit dem Trennkondensator 5, der Diode 6 und dem Widerstand 7. Die Klemmschaltung ist über den Widerstand 11 an dem 11-"-Eingang der Vergleichsstufe 12 und über die Gleichrichterschaltung mit der Diode 8, dem Kondensator 9 und dem Widerstand 10 an den "+"-Eingang der Vergleichsstufe 12 angeschlossen. Der Ausgang der Vergleichsstufe 12 ist an den Eingang 28 des positiv- flankengetriggerten D-Flip-Flop 13 angeschlossen, das an der Ausgangsklemme 27 das Lesesignal 26 liefert. Das Flip-Flop 13 bekommt als Triggerspannung die Wechselspannung 20.
Die Wirkungsweise ist folgende. Es sei angenommen, daß der Lesestift 14 quasi stationär auf einem weißen Teil der Vorlage 15 ruht. Dann entsteht am Ausgang des Verstärkers 3 das Signal 22 mit der dargestellten Amplitude. Durch die Klemmschaltung 5,6,7 wird dieses Signal auf den Spannungswert null geklemmt und unterschreitet dieses nur um die Flußspannung der Diode 6 von etwa 0,7 V. Das dadurch entstehende Signal 23 steht am "-"-Eingang der Vergleichsstufe i2. Die Gleichrichterschaltung 8,9,10 liefert an den "+"-Eingang der Vergleichsstufe 12 die Schwellwertspannung Us, die etwas geringer ist als die Maximalamplitude des Signals 23. Die Schwellwertspannung Us wird also durch das Signal 23 kurzzeitig überschritten, so daß am Ausgang der Vergleichsstufe 12 Impulse 25 entstehen. Das Flip-Flop 13 ist durch die Wechselspannung 20 positiv flankengetriggert, d.h. es gibt am Ausgang 27 den Spannungswert ab, der während der positiven Flanke, d.h. der ansteigenden Flanke der Spannung 20 an dem Eingang 28 vorhanden ist. Die Impulsspannung 25 hat während der positiven Flanken der Steuerspannung 20 immer den Wert 0, so daß am Ausgang 27 das Lesesignal mit dem Wert 0 auftritt. Dadurch ist somit dem weißen oder annähernd weißen Teil der Vorlage 15 der Spannungswert O im Lesesignal 26 an der Klemme 27 zugeordnet. Die Unsicherheit in dieser Zuordnung zwischen dem Wert'des Lesesignals 26 und dem Weißwert bzw. Schwarzwert der Vorlage 15 ist also beseitigt.
Bei der Abtastung eines Schwarzwertes des Barcodes von der Vorlage 15 ist der Reflexionsgrad der Vorlage 15 und damit die Intensität des auf die Empfangsdiode 2 fallenden Lichtes geringer. Dadurch entsteht am Ausgang des Verstärkers 3 das Signal 22' mit verringerter Amplitude, das durch die Klemmschaltung 5,6,7 in das Signal 23' umgewandelt wird.
Es ist ersichtlich, daß das Signal 23' den konstant gebliebenen Schwellwert Us nicht mehr überschreitet. Dadurch entsteht am Ausgang der Vergleichs stufe 12 der Spannungswert 1, so daß während der positiven Flanken der Wechselapannung 20 an den Steuereingang 28 der Spannungswert 1 liegt. Dadurch entsteht an dem Ausgang 27 somit in,erwünschter Weise das Lesesignal mit dem Wert 1. Die Zeitkonstante der Gleichrichterschaltung 8,9,10 ist so bemessen, daß sich die Schwellwertspannung Us quasi stationär der Amplitude des Signals 22,23 bei einer Änderung des von den weißen Teilen der Vorlage 15 reflektierten Lichtes anpaßt, bei der demgegenüber schnellen Änderung bei der Abtastung des Barcodes jedoch nicht ändert. Die Schaltung erzeugt also selbsttätig immer eine Schwellwertspannung Us, die bei den weißen Stellen der Vorlage 15 überschritten, bei den schwarzen Stellen jedoch nicht überschritten wird. Für den Verstärker 3 und die Vergleichsstufe 12 kann jeweils die Hälfte eines Operationsverstärkers vom Typ TL 072 verwendet werden.
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Claims

Patentansprüche Schaltung zur Auswertung des Signals eines optoelektronischen Lesestiftes (14), insbesondere für einen Barcode, mit einer Licht aussendenden Sendediode (1) und einer das von der Vorlage (15) reflektierte Licht empfangenden und das Lesesignal (26) liefernden Empfangsdiode (2), dadurch gekennzeichnet, daß an die Sendediode (1) eine Wechseispannung (20) angelegt und die Amplitude des dadurch erzeugten Signals (22,23) am Ausgang der Empfangsdiode (2) zur Erzeugung des Lesesignals (26) ausgenutzt ist.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daR im Weg des Signals (22,23) ein Trennelement (5) für Gleichspannung liegt.
3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal (22,23) über einen auf die Frequenz der Wechselspannung abgestimmten, selektiven Verstärker geführt ist.
4, Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Signal (23) eine Schwellwertspannung (Us) abgeleitet ist, die im Ruhezustand des Lesestiftes (14) zwecks Erzeugung eines den Weißwert der Vorlage (15) anzeigenden Lesesignals von dem Signal überschritten und beim Schwarzwert nicht überschritten wird.
5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal (23) und die Schwellwertspannung (Us) an die Eingänge einer Vergleichsstufe (12) und deren Ausgangsspannung (25) an einen Steuereingang (28) eines von der Wechselspannung (20) flankengetriggerten und das Lesesignal (26) erzeugenden D-Flip-Flop (13) angelegt ist.
6. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal (22) mit einer Klemmschaltung (5 - 7) auf einen festen Spannungswert (o V) geklemmt wird.
7. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Wechselspannung (20) etwa 10 kHz beträgt.